1、程序查询方式

程序查询方式是由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备，从而控制I/O设备与主机交换信息。采用这种方式实现主机和I/O设备交换信息，要求I/O接口内设置一个能反映I/O设备是否准备就绪的状态标记，CPU通过对此标记的检测，可得知I/O设备的准备情况。

下图所示为CPU从某一I/O设备读数据块至主存的查询方式流程。当现行程序需启动某I/O设备工作时时，即将此程序流程插入到运行的程序中。由图中可知，CPU启动I/O设备后便开始对I/O设备的状态进行查询。若查得I/O设备未准备就绪，就继续查询；或查得I/O设备准备就绪，就将数据从I/O接口送至CPU，再由CPU送至主存。这样一个字一个字地传送，直至这个数据块的数据全部传送结束，CPU又重新回到原现行程序。

由这个查询过程可见，只要一启动I/O设备，CPU便不断查询I/O设备的准备情况，从而终止了原程序的执行。CPU在反复查询过程中，犹如原地踏步。另一方面，I/O设备准备就绪后，CPU要一个字一个字地从I/O设备取出，经CPU送至主存，此刻CPU也不能执行原程序，可见这种方式使CPU和I/O设备处于串行工作状态，CPU的工作效率不高。

由以上过程可总结程序查询的基本思想如下：

由CPU执行一段输入输出程序来实现主机与外设之间数据传送，为了保证数据传送的正确进行，就要求CPU在程序中查询外设的工作状态。如果外设尚未准备就绪，CPU就循环等待，只有当外设已作好准备，CPU才能执行I/O指令进行数据传送，这就是程序查询方式。

它的核心问题在于需要不断地查询I/O设备是否准备就绪。

1、查询流程

下图1所示是单个设备的查询流程。

图1：单个设备的查询流程

当I/O设备较多时，CPU需按各个I/O设备在系统中的优先级别进行逐级查询，其流程图如下图2所示。图中设备的优先顺序按1至Ｎ降序排列。

图2　多个设备的查询流程

为了正确完成这种查询，通常要执行如下3条指令。

（1）测试指令，用来查询I/O设备是否准备就绪。

（2）传送指令，当I/O设备已准备就绪时，执行传送指令。

（3）转移指令，若I/O设备未准备就绪，执行转移指令，转至测试指令，继续测试I/O设备的状态。

2、程序流程

下图所示为单个I/O设备程序查询方式的程序流程。当需要启动某一I/O设备时，必须将该程序插入到现行程序中。

①预置传送参数。在传送数据之前，由CPU执行一段初始化程序，预置传送参数。传送参数包括存取数据的主存缓冲区首地址和传送数据的个数。

②向外设接口发出命令字。当CPU选中某台外设时，执行输出指令向外设接口发出命令字启动外设，为接收数据或发送数据做应有的操作准备。

③从外设接口取回状态字。CPU执行输入指令，从外设接口中取回状态字并进行测试，判断数据传送是否可以进行。

④查询外设标志。CPU不断查询状态标志。如果外设没有准备就绪，CPU就踏步进行等待，一直到这个外设准备就绪，并发出“外设准备就绪”信号为止。

⑤传送数据。只有外设准备好，才能实现主机与外设间的一次数据传送。输入时，CPU执行输入指令，从外设接口的数据缓冲寄存器中接收数据；输出时，CPU执行输出指令，将数据写入外设接口的数据缓冲寄存器中。

⑥修改传送参数。每进行一次数据传送之后必须要修改传送参数，其中包括主存缓冲区地址加1，传送个数计数器减1。

⑦判断传送是否结束。如果传送个数计数器不为0，则转第③步，继续传送，直到传送个数计数器为0，表示传送结束。

3、程序查询方式的特点

（1）何时对何设备输入/输出操作完全由CPU控制

（2）外设与CPU处于异步工作方式

（3）数据的输入/输出要经过CPU，至少要几条指令

（4）CPU利用率低，但控制简单

当前实际应用中，除了单片机，已很少使用程序查询方式

由程序查询流程和接口的功能和组成，得出程序查询方式接口电路的基本组成如下图所示：

图中设备选择电路用以识别本设备地址，当地址线的设备号与本设备号相符时，ＳＥＬ有效，可以接收命令；数据缓冲寄存患有和于存放欲传送的数据；Ｄ是完成触发器，Ｂ是工作触发器。